《Journal of Diabetes Research》:Targeting Oxidative Stress and Apoptosis via PI3K/Akt/Nrf2 Pathway: The Therapeutic Role of Bletilla striata Polysaccharide in Diabetic Wound Repair
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本综述系统阐述了白及多糖(BSP)通过激活PI3K/Akt/Nrf2信号通路,在糖尿病创面修复中发挥的抗氧化应激与抗细胞凋亡作用。研究通过体外L929细胞实验和体内糖尿病小鼠模型证实,BSP能显著改善高糖微环境下的氧化损伤(降低MDA、提升GSH/SOD/CAT活性),并通过调控凋亡相关蛋白(Caspase-3/9、Bax/Bcl-2/Bcl-XL)表达抑制细胞凋亡。关键机制在于BSP促进PI3K/Akt磷酸化及Nrf2核转位,而通路抑制剂(LY294002/MK-2206/ML385)可逆转该保护效应。研究为天然多糖类药物应用于糖尿病慢性创面治疗提供了实验依据。
1. 引言
糖尿病创面是糖尿病严重的慢性并发症之一,其病理特征包括血管生成受损、持续炎症反应及细胞功能紊乱。高糖(HG)微环境会破坏内源性氧化还原平衡,导致氧化应激(OS)并进一步触发细胞凋亡。白及多糖(BSP)是从传统中药白及中提取的天然多糖,具有抗氧化、抗炎及促进伤口愈合等多重药理活性。本研究旨在探讨BSP是否通过PI3K/Akt/Nrf2信号通路减轻高糖诱导的氧化损伤与细胞凋亡,从而促进糖尿病创面修复。
2. 材料与方法
研究使用L929小鼠成纤维细胞系及链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病ICR小鼠模型。通过CCK-8法、Western blot(WB)、Masson三色染色和H&E染色等技术,评估BSP对细胞活力、氧化应激指标(MDA、GSH、SOD、CAT)、凋亡相关蛋白(Caspase-3/9、Bax、Bcl-2、Bcl-XL)及PI3K/Akt/Nrf2通路蛋白表达的影响。实验设置对照组、高糖组、不同浓度BSP干预组及通路抑制剂(LY294002、MK-2206、ML385)联合处理组。
3. 结果
3.1. BSP缓解高糖微环境下的氧化损伤与细胞凋亡
高糖刺激显著升高L929细胞中MDA水平,降低GSH、SOD、CAT活性,并促进促凋亡蛋白Caspase-3、Caspase-9、Bax表达,抑制抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-XL表达。BSP预处理可剂量依赖性地逆转上述变化,增强细胞活力。Western blot结果显示BSP能促进PI3K、Akt磷酸化及Nrf2核转位。
3.2. BSP促进糖尿病小鼠创面愈合
动物实验显示,高剂量BSP(H-BSP)组创面愈合率显著高于生理盐水组,表现为创面面积缩小、胶原沉积增加、炎症细胞减少及上皮再生加速。组织学分析进一步证实H-BSP组具有更完整的肉芽组织形成和毛囊再生。
3.3. PI3K/Akt/Nrf2通路抑制剂阻断BSP的保护作用
使用LY294002(PI3K抑制剂)、MK-2206(Akt抑制剂)和ML385(Nrf2抑制剂)后,BSP的抗氧化与抗凋亡效应被显著削弱。抑制剂联合处理组中MDA水平回升,抗氧化酶活性下降,促凋亡蛋白表达增加,细胞活力降低,创面愈合延迟。
4. 讨论
本研究证实BSP通过激活PI3K/Akt/Nrf2通路,增强细胞抗氧化防御能力,抑制线粒体途径凋亡,从而改善高糖微环境下的成纤维细胞功能。通路抑制实验进一步验证了BSP的作用机制依赖性。研究为BSP作为糖尿病创面治疗的天然药物提供了理论依据。
5. 结论
BSP可通过PI3K/Akt/Nrf2信号通路减轻氧化应激与细胞凋亡,促进糖尿病创面修复。该研究为天然多糖在糖尿病并发症治疗中的应用提供了新策略。